(57)【要約】【課題】  バーチカルエンジンにおけるエンジンの潤滑性能を向上する。【解決手段】  クランクケース１１の下端部には潤滑油Ｌを収容するオイルパン１３が設けられており、クランク軸１４はクランクケース１１に上下方向を向いて回転自在に装着される。クランク軸１４には潤滑油Ｌを撥ね上げるスクレーパ６０が取り付けられ、天壁部１２ｂには下方に突出する滴下用突起７０と滴下用突起７０に向けて下方に傾斜する傾斜面７１とが設けられる。滴下用突起７０はクランクウェブ１４ｃの回転範囲の上方に配置され、滴下用突起７０から滴下された潤滑油Ｌはクランクウェブ１４ｃによりシリンダ１８に向けて跳ね飛ばされる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンにより回転駆動されるクランク軸が上下方向を向いて装着されるクランクケースに、前記クランク軸の下端部を回転自在に支持するとともに潤滑油を収容するオイルパンを設けてなるバーチカルエンジンの潤滑装置であって、
前記オイルパンに収容された潤滑油を撥ね上げるスクレーパを前記クランク軸に取り付け、
前記クランクケースの天壁部に下方に突出する滴下用突起と前記滴下用突起に向けて下方に傾斜する傾斜面とを設け、
前記傾斜面に付着した潤滑油を前記滴下用突起から滴下させるとともに前記滴下用突起から滴下する潤滑油を前記クランク軸により前記ピストンが装着されるシリンダに向けて跳ね飛ばすことを特徴とするバーチカルエンジンの潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載のバーチカルエンジンの潤滑装置において、前記シリンダの軸方向に対して前記クランク軸の回転方向とは逆側に向けた４０度から１００度の範囲に前記滴下用突起を配置することを特徴とするバーチカルエンジンの潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクランク軸が上下方向を向いてクランクケースに装着されるバーチカルエンジンの潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バーチカルエンジンはクランク軸が上下方向となってクランクケースに装着されるタイプのエンジンであって、バーチカルシャフトエンジンないし縦軸エンジンとも言われ、草刈り機（芝刈り機）や刈払機などの動力源として使用されている。このようなバーチカルエンジンにおいては、クランクケースの下端部は潤滑油を収容するオイルパンとなっており、オイルパン内の潤滑油がクランク軸を回転自在に支持する軸受やクランク軸のジャーナル部等の摺動面に供給される。
【０００３】
オイルパン内の潤滑油を垂直方向のクランク軸の下端部を支持する軸受部に供給するために、特許文献１には、クランクケース内に動弁カム軸により回転駆動される潤滑油跳ね上げ具を取り付けるようにした潤滑装置が記載されている。また、特許文献２にはクランク軸に対して直角に配置されたガバナーのガバナーホルダをクランク軸により回転駆動するとともに、ガバナーホルダの外周にオイルパンの潤滑油に浸漬されるオイルディッパ（オイルスクレーパ）を設けるようにした潤滑装置が記載されている。
【特許文献１】実開平５−３２７０５号公報
【特許文献２】特開平８−１７７４４１号公報（図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載のように、クランクケース内に専用の潤滑油跳ね上げ具を設けると、エンジンの部品点数が増加してエンジン構造が複雑化し、エンジンの製造コストを低減することができない。また、特許文献２記載のように、ガバナーホルダに設けられたオイルディッパにより潤滑油を掻き上げるようにすると、ガバナーホルダの外周面に付着した潤滑油が掻き上げられるに過ぎず、潤滑油を充分に所望の潤滑油要求部に供給することができない。特に、吸排気バルブを駆動するための動弁機構をＯＨＶ型やＯＨＣ型としたバーチカルエンジンにおいては、燃焼圧力がサイドバルブ型のエンジンに比して高いので、クランク軸のジャーナル部に加わる負荷が大きくなり、摺動面の潤滑性能を高める必要がある。
【０００５】
そこで、クランク軸にオイルスクレーパを取り付け、このオイルスクレーパを潤滑油に浸した状態でクランク軸とともに回転させることにより潤滑油を撥ね上げるようにした潤滑装置が開発されている。しかしながら、クランク軸とともに回転するオイルスクレーパによると、撥ね上げられた潤滑油はクランク軸を中心とした３６０度全方向に飛び散ることになるので、潤滑効率がよくない。特に、スクランクケースに対して所定の方向に突出して設けられるシリンダの内面に潤滑油を効率よく供給することは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、バーチカルエンジンにおけるエンジンの潤滑性能を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のバーチカルエンジンの潤滑装置は、ピストンにより回転駆動されるクランク軸が上下方向を向いて装着されるクランクケースに、前記クランク軸の下端部を回転自在に支持するとともに潤滑油を収容するオイルパンを設けてなるバーチカルエンジンの潤滑装置であって、前記オイルパンに収容された潤滑油を撥ね上げるスクレーパを前記クランク軸に取り付け、前記クランクケースの天壁部に下方に突出する滴下用突起と前記滴下用突起に向けて下方に傾斜する傾斜面とを設け、前記傾斜面に付着した潤滑油を前記滴下用突起から滴下させるとともに前記滴下用突起から滴下する潤滑油を前記クランク軸により前記ピストンが装着されるシリンダに向けて跳ね飛ばすことを特徴とする。
【０００８】
本発明のバーチカルエンジンの潤滑装置は、前記シリンダの軸方向に対して前記クランク軸の回転方向とは逆側に向けた４０度から１００度の範囲に前記滴下用突起を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スクレーパにより撥ね上げられてクランクケースの天壁部に付着した潤滑油は滴下用突起から滴下されるとともにクランク軸によりシリンダに向けて跳ね飛ばされるので、シリンダに効率的に潤滑油を供給することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、シリンダに潤滑油を供給するための専用の潤滑油跳ね上げ具等を用いることなく、滴下用突起と傾斜面とを設けるだけの簡単な構造でシリンダに効率的に潤滑油を供給することができるので、エンジンの製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はバーチカルエンジンを示す縦断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は図１および図２に示したバーチカルエンジンの吸排気系を示す概略図であり、図４は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１２】
このバーチカルエンジン１０のクランクケース１１は、図２に示すようにほぼ筒形となった側壁部１２ａ、および図１に示すように側壁部１２ａの上部に一体に設けられた天壁部１２ｂを有するケース本体１２と、側壁部１２ａの下部に取り付けられるオイルパン１３とを備えており、内部にはクランク室１１ａが形成されている。クランクケース１１内にはクランク軸１４が上下方向つまり垂直方向を向いて装着されており、クランク軸１４の上端部は天壁部１２ｂにボール軸受１５を介して回転自在に支持され、下端部はオイルパン１３に設けられた円筒部１６に回転自在に支持されている。クランク軸１４にはクランクピン１４ａが設けられ、このクランクピン１４ａは一対のクランクアーム１４ｂによりクランク軸１４の軸心に対して径方向にずれて配置され、各クランクアーム１４ｂにはそれぞれクランクピン１４ａに対して反体側に突出するクランクウェブ１４ｃ（カウンターウエイト）が設けられている。オイルパン１３内には、エンジンを構成する各部材の摺動部つまり潤滑油要求部に供給される潤滑油Ｌが収容され、潤滑油Ｌがクランク軸１４とオイルパン１３との間から漏れるのを防止するためにオイルパン１３にはオイルシール１７が装着されている。このバーチカルエンジン１０が草刈り（芝刈り）機や刈払機の動力源として使用される場合には、クランク軸１４の下端部には草刈り用の切刃が直接、或いは、図示しないシャフトを介して連結される。
【００１３】
ケース本体１２にはシリンダ１８が一体に設けられており、このシリンダ１８に水平方向を向いて形成されたシリンダボア１９内にはピストン２０が水平方向に往復動自在に装着され、ピストン２０はコネクティングロッド２１によりクランクピン１４ａに連結され、ピストン２０の往復動によりクランク軸１４は回転駆動される。シリンダ１８にはシリンダヘッド２２が取り付けられており、シリンダヘッド２２とシリンダ１８とピストン２０により燃焼室２３が形成される。シリンダヘッド２２には、図３に示すように、燃焼室２３に混合気を供給する吸気ポート２４と、燃焼排ガスを排出する排気ポート２５とが形成され、吸気ポート２４に連通する吸気管２６と排気ポート２５に連通する排気管２７とがシリンダヘッド２２に装着されている。シリンダヘッド２２には燃焼室２３内の混合気を点火するための点火プラグ３０が図１に示すように取り付けられている。
【００１４】
図３に示すように、シリンダヘッド２２には吸気ポート２４を開閉する吸気バルブ３１と排気ポート２５を開閉する排気バルブ３２が装着されるとともに、動弁カム３３を有するカムシャフト３４が回転自在に組み付けられており、図２に示すようにクランク軸１４に固定された駆動側スプロケット３５とカムシャフト３４に固定された従動側スプロケット３６との間にはチェーン３７が掛け渡され、カムシャフト３４はクランク軸１４により回転駆動され、クランク軸１４が２回転するとカムシャフト３４は１回転する。図３に示すようにシリンダヘッド２２に設けられたロッカーシャフト３８には、動弁カム３３の回転により所定のタイミングで吸気バルブ３１を開閉駆動するロッカーアーム３９ａと、排気バルブ３２を開閉駆動するロッカーアーム３９ｂとが揺動自在に装着されている。このように、吸気バルブ３１と排気バルブ３２とを開閉駆動する動弁機構は、これらのバルブ３１，３２と動弁カム３３がシリンダヘッド２２に装着されており、ＯＨＣ型となっている。
【００１５】
図１に示すように、クランクケース１１の上方にはこれを覆うようにエンジンカバー４１が取り付けられており、このエンジンカバー４１内にはクランク軸１４の上端に固定された冷却ファン４２が配置され、クランク軸１４の回転によって冷却ファン４２によりクランクケース１１の外面に沿って流れる冷却風が生成される。エンジンカバー４１にはエンジンを始動させるリコイルスタータのリコイルプーリ４３が回転自在に装着され、このリコイルプーリ４３にはリコイルロープ４４が巻き付けられている。一方、クランク軸１４には回転筒体４５が取り付けられており、リコイルプーリ４３には、これを回転させると回転筒体４５に係合してリコイルプーリ４３の回転をクランク軸１４に伝達する係合機構４６が設けられている。したがって、作業者がリコイルロープ４４を引っ張ってクランク軸１４を回転させると、クランク軸１４が回転されてエンジンを始動させることができる。
【００１６】
ガバナー機構を構成するため、図４に示すように、オイルパン１３にはガバナーホルダ５１がクランク軸１４に平行となって回転自在に装着され、ガバナーホルダ５１の外周面には、クランク軸１４に固定された駆動歯車５２に噛み合う従動歯車５３が設けられており、クランク軸１４の回転によりガバナーホルダ５１は回転駆動される。ガバナーホルダ５１には、図４に示すように、２つのガバナーウエイトつまり重り５４がそれぞれピン５５により揺動自在に取り付けられるとともに、両方の重り５４に当接するガバナー軸５６が組み込まれており、ガバナー軸５６はオイルパン１３に設けられた軸部５７に軸方向に摺動自在に嵌合している。エンジン回転数が規定回転数よりも高くなると遠心力により重り５４は図４に示すように上端部が相互に広がるように揺動してガバナー軸５６を押し上げる。クランクケース１１には、図２に示されるように、Ｌ字形状に折り曲げられたガバナーレバー５８が回動自在に装着され図示しないスロットル弁に連接されており、ガバナーレバー５８の作動端部はガバナー軸５６に対向している。これにより、エンジン回転数が規定回転数よりも高くなると、ガバナー機構によりスロットル弁が閉弁し、エンジン回転数が規定回転数に維持される。
【００１７】
図１および図４に示すように、エンジンの各潤滑油要求部に対して潤滑油Ｌを供給するために、クランク軸１４にはスクレーパ６０が取り付けられている。スクレーパ６０は金属製の板材を折り曲げることにより形成されており、嵌合部６１と嵌合部６１に対して下向きに折り曲げられて形成される傾斜壁６２とを有し、嵌合部６１がクランク軸１４に圧入嵌合されることによりクランク軸１４に取り付けられている。傾斜壁６２はクランク軸１４の回転方向前方側に向けて下向きに傾斜するとともに回転軌跡の接線方向を向いており、スクレーパ６０がクランク軸１４に取り付けられた状態のもとでは上端部を除いてオイルパン１３内の潤滑油Ｌに浸漬されている。クランク軸１４とともにスクレーパ６０が回転すると、傾斜壁６２によりオイルパン１３に収容された潤滑油Ｌが上方に撥ね上げられ、所望量の潤滑油Ｌがエンジンの各潤滑油要求部に向けて供給される。このとき、潤滑油Ｌはクランクケース１１内のクランク軸１４周りの３６０度全方向に向けて上方に飛散し、その一部がクランクケース１１の天壁部１２ｂの内面に付着する。
【００１８】
図５は図１に示された滴下用突起の詳細を示す断面図であり、図６は図５に示す滴下用突起が設けられる位置を示す断面図である。
【００１９】
図１および図５に示すように、クランクケース１１の天壁部１２ｂには滴下用突起７０が設けられている。滴下用突起７０は先端が丸みを帯びた円柱形状に形成されており、天壁部１２ｂの内面から下方に向けて突出している。図６に示すように、滴下用突起７０は、これから滴下された潤滑油Ｌの落下経路がクランクウェブ１４ｃの回転範囲と交差するように、クランク軸１４の回転範囲の上方に配置されており、また、クランク軸１４の軸方向からの平面視において、シリンダ１８の軸方向Ｃに対して図中矢印で示すクランク軸１４の回転方向とは逆側に向けて４０度から１００度の範囲内（図示する場合では約６０度）に配置されている。これにより、滴下用突起７０から滴下された潤滑油Ｌの落下経路と交差するときのクランクウェブ１４ｃの移動方向がシリンダ１８に向くように設定されている。
【００２０】
図５に示すように、天壁部１２ｂには滴下用突起７０を中心とした所定の範囲で傾斜面７１が形成され、天壁部１２ｂに付着した潤滑油Ｌを傾斜面７１により滴下用突起７０に導くようにしている。傾斜面７１は頂点を下に向けて配置された円錐面状に形成されており、滴下用突起７０は傾斜面７１の頂点の部分に配置され、傾斜面７１より低く位置している。つまり、傾斜面７１は滴下用突起７０を最下点とするように滴下用突起７０の周り全体が滴下用突起７０に向けて下方に傾斜した形状となっており、これにより、天壁部１２ｂに付着した潤滑油Ｌは自重（重力）により傾斜面７１に沿って下方に流れて滴下用突起７０に集められる。
【００２１】
図５に示すように、天壁部１２ｂに付着した潤滑油Ｌが傾斜面７１により滴下用突起７０に集められると、集められた潤滑油Ｌは順次滴下用突起７０から滴下される。滴下用突起７０から潤滑油Ｌが滴下されると、滴下用突起７０がクランクウェブ１４ｃの回転範囲の上方に配置されていることから、潤滑油Ｌは回転するクランクウェブ１４ｃに衝突する。このとき、クランクウェブ１４ｃの移動方向はシリンダ１８側を向いているので、潤滑油Ｌはクランクウェブ１４ｃによりシリンダ１８に向けて跳ね飛ばされる。したがって、滴下用突起７０から滴下された潤滑油Ｌは、クランクウェブ１４ｃにより効率的にシリンダ１８に供給されることになる。
【００２２】
このように、スクレーパ６０により撥ね上げられて天壁部１２ｂに付着した潤滑油Ｌを傾斜面７１により滴下用突起７０に集め、これをクランクウェブ１４ｃに向けて滴下することにより、潤滑油Ｌを効率的にシリンダ１８に供給することができる。また、クランクケース１１の天壁部１２ｂに滴下用突起７０と傾斜面７１とを設けた簡単な構造でシリンダ１８に効率的に潤滑油Ｌを供給することができるので、このエンジンの製造コストを低減することができる。
【００２３】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示するバーチカルエンジンは草刈り（芝刈り）機や刈払機の動力源として使用されるが、発電機等の他の機器の動力源としても使用することができる。発電機の動力源として使用される場合には、クランク軸１４の下端部に発電体が取り付けられることになる。
【００２４】
また本実施の形態では、滴下用突起７０から滴下された潤滑油Ｌをクランクウェブ１４ｃにより跳ね飛ばすようにしているが、これに限られず、クランクアーム１４ｂにより跳ね飛ばすようにしてもよい。
【００２５】
さらに、本実施の形態では、滴下用突起７０は円柱形状に形成されているが、これに限られず、たとえば半球形状など、傾斜面７１により集められた潤滑油Ｌの滴下位置を決め得る形状であればよい。
【００２６】
さらに、本実施の形態では、傾斜面７１は円錐面とされているが、これに限られず、滴下用突起７０の周り全体が滴下用突起７０に向けて下方に傾斜する形状であれば、たとえば、傾斜した多数の平面を放射状に組み合わせて傾斜面７１を構成するようにしてもよい。
【００２７】
さらに、本実施の形態では、スクレーパ６０としては傾斜壁６２を有するものが用いられるが、これに限られず、オイルパン１３に収容された潤滑油Ｌを撥ね上げることができれば他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】バーチカルエンジンを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１および図２に示したバーチカルエンジンの吸排気系を示す概略図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１に示された滴下用突起の詳細を示す断面図である。
【図６】図５に示す滴下用突起の位置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０      バーチカルエンジン
１１      クランクケース
１３      オイルパン
１４      クランク軸
１４ｃ    クランクウェブ
６０      スクレーパ
７０      滴下用突起
７１      傾斜面
Ｌ      潤滑油
【図１】
2006188997.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006188997.tif 000005
【図４】
2006188997.tif 000006
【図５】
2006188997.tif 000007
【図６】
2006188997.tif 000008